5.1B : 유체 모자이크 모델

유체 모자이크 모델은 SJ가 처음 제안했습니다. 1972 년 Singer와 Garth L. Nicolson이 원형질막의 구조를 설명했습니다. 이 모델은 시간이 지남에 따라 다소 진화했지만, 우리가 지금 이해하고있는 원형질막의 구조와 기능을 가장 잘 설명합니다. 유체 모자이크 모델은 세포막에 유체 특성을 부여하는 인지질, 콜레스테롤, 단백질 및 탄수화물을 포함한 구성 요소의 모자이크로 원형질막의 구조를 설명합니다. 플라즈마 멤브레인의 두께는 5 ~ 10nm입니다. 비교를 위해, 광학 현미경으로 볼 수있는 인간 적혈구의 너비는 약 8µm 또는 원형질막보다 약 1,000 배 더 넓습니다. 원형질막에서 단백질, 지질 및 탄수화물의 비율은 세포 유형에 따라 다릅니다. 예를 들어, 미엘린은 18 %의 단백질과 76 %의 지질을 포함합니다. 미토콘드리아 내막에는 단백질 76 %와 지질 24 %가 포함되어 있습니다.

막의 주요 직물은 다음과 같습니다. 양친 매성 또는 이중 사랑의 인지질 분자로 구성됩니다. 이 분자의 친수성 또는 물을 좋아하는 영역은 세포 내부와 외부 모두에서 수성 유체와 접촉합니다. 소수성 또는 물을 싫어하는 분자는 극성이없는 경향이 있습니다. 인지질 분자는 탄소 1과 2에 부착 된 두 개의 지방산 분자와 세 번째 탄소에 부착 된 인산염 함유 그룹이있는 3 개의 탄소 글리세롤 골격으로 구성됩니다. 이 배열은 전체 분자에 극성 특성 또는 음전하를 갖는 헤드 (인산염 함유 그룹)로 설명되는 영역과 전하가없는 꼬리 (지방산)라는 영역을 제공합니다. 그들은 화학 반응에서 다른 비극성 분자와 상호 작용하지만 일반적으로 극성 분자와 상호 작용하지 않습니다. 물에 넣을 때 소수성 분자는 공이나 클러스터를 형성하는 경향이 있습니다. 인지질의 친수성 영역은 세포의 외부와 내부 모두에서 물 및 기타 극성 분자와 수소 결합을 형성하는 경향이 있습니다. 따라서 세포의 내부 및 외부를 향하는 막 표면은 친수성입니다. 대조적으로, 세포막의 중앙은 소수성이며 물과 상호 작용하지 않습니다. 따라서 인지질은 세포 내부의 유체와 세포 외부의 유체를 분리하는 우수한 지질 이중층 세포막을 형성합니다.

단백질은 원형질막의 두 번째 주요 구성 요소를 구성합니다. 통합 단백질 (일부 특수 유형은 인테그린이라고 함)은 이름에서 알 수 있듯이 막 구조에 완전히 통합되며 소수성 막-스패닝 영역은 인지질 이중층의 소수성 영역과 상호 작용합니다. 단일 패스 통합 막 단백질은 일반적으로 20 ~ 25 개의 아미노산으로 구성된 소수성 막 관통 세그먼트를 가지고 있습니다. 일부는 멤브레인의 일부에만 걸쳐 있으며 (단일 레이어와 연결됨) 다른 일부는 멤브레인의 한면에서 다른면으로 늘어나 양쪽에 노출됩니다. 일부 복잡한 단백질은 단일 단백질의 최대 12 개 세그먼트로 구성되며, 이는 광범위하게 접혀서 막에 내장됩니다. 이 유형의 단백질에는 친수성 영역과 하나 또는 여러 개의 약한 소수성 영역이 있습니다.단백질 영역의 이러한 배열은 인지질의 꼬리에 인접한 단백질의 소수성 영역과 막으로부터 돌출되고 세포질과 접촉하는 단백질의 영역 또는 단백질의 소수성 영역과 함께 단백질을 인지질과 나란히 배향시키는 경향이있다. 세포 외액.

탄수화물은 원형질막의 세 번째 주요 구성 요소입니다. 그들은 항상 세포의 외부 표면에서 발견되며 단백질 (당 단백질 형성) 또는 지질 (당지질 형성)에 결합됩니다. 이 탄수화물 사슬은 2 ~ 60 개의 단당류 단위로 구성 될 수 있으며 직선 또는 분지 형일 수 있습니다. 말초 단백질과 함께 탄수화물은 세포 표면에 특수 부위를 형성하여 세포가 서로를 인식 할 수 있도록합니다. 이 인식 기능은 면역 체계가 신체 세포 ( “자기”라고 함)와 외부 세포 또는 조직 ( “비 자기”라고 함)을 구별 할 수 있도록하므로 세포에 매우 중요합니다. 유사한 유형의 당 단백질과 당지질이 바이러스 표면에서 발견되며 자주 변하여 면역 세포가 바이러스를 인식하고 공격하는 것을 방지 할 수 있습니다. 세포 외부 표면에있는 이러한 탄수화물 (당 단백질과 당지질의 탄수화물 성분)을 총칭하여 글리코 칼 릭스 ( “당 코팅”을 의미)라고합니다. 글리코 칼 릭스는 친수성이 매우 높고 많은 양의 물을 표면으로 끌어 당깁니다. 이것은 세포와 물이있는 환경의 상호 작용 및 물에 용해 된 물질을 얻는 세포의 능력을 돕습니다.